Шихта для синтеза конструкционно-теплоизоляционных блоков из ячеистого стекла
Владельцы патента RU 2639758:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" (RU)
Изобретение относится к строительным материалам, а именно к технологии изготовления эффективных конструкционно-теплоизоляционных материалов. Шихта для синтеза конструкционно-теплоизоляционных блоков из ячеистого стекла содержит, мас.%: шлак ТЭС 35-45, металлургический шлак 5-10, стеклобой 35-45, глицерин 3, борную кислоту 3, фторид натрия 4. Технический результат – снижение температуры вспенивания и ресурсоемкости технологии, утилизация шлака. 1 табл., 3 пр.
Изобретение относится к строительным материалам, а именно к технологии изготовления эффективных конструкционно-теплоизоляционных стекломатериалов.
Известна сырьевая смесь для получения гранулированного пеностекла (патент РФ №2243174, опубл. 27.12.2004, МПК С03С 11/00), включающая бой стекла, шлак ТЭЦ, связующее - растворимое стекло, и порообразователь - шлам алюминиевого производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Шлак ТЭЦ | 20,0-21,0 |
| Шлам алюминиевого | |
| производства | 1,0-2,0 |
| Растворимое стекло | 8,0-10,0 |
| Бой стекла | остальное |
Недостатком этой сырьевой смеси является наличие гидрофобных частиц углерода в шламе, что не позволяет вводить большое количество порообразователя и соответственно снижает количество используемых отходов.
Наиболее близкой по составу является композиционная смесь для получения гранулированного пеностекла (патент РФ №2287495, опубл. 20.11.2006, МПК С03С 11/00), которая включает бой стекла (у нас стеклобой), шлак ТЭЦ (у нас ТЭС), растворимое стекло и пыль электрофильтров кремниевого производства при следующем соотношении компонентов мас.%:
| Шлак ТЭЦ | 21,5-23 |
| Пыль электрофильтров | |
| кремниевого производства | 3,0-5,0 |
| Растворимое стекло | 7,0-8,0 |
| Бой стекла | остальное |
Недостатком прототипа является высокая температура вспенивания 1003-1063°С.
Задачей изобретения является снижение ресурсоемкости технологии ячеистого стекла без ухудшения его качества, снижение себестоимости, утилизация шлака ТЭС.
Технический результат изобретения заключается в снижении температуры вспенивания до 900-950°С, увеличении количества шлака ТЭС в составе ячеистого стекла.
Поставленная задача решается за счет того, что шихта для синтеза конструкционно-теплоизоляционных блоков из ячеистого стекла содержит шлак ТЭС, металлургический шлак, стеклобой, борную кислоту, фторид натрия, глицерин в следующем соотношении, мас.%:
| Шлак ТЭС | 35-45 |
| Металлургический шлак | 5-10 |
| Стеклобой | 35-45 |
| Глицерин | 3 |
| Борная кислота | 3 |
| Фторид натрия | 4 |
Шихту для готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, металлургического шлака, борной кислоты, фторида натрия, глицерина и стеклобоя. Тщательное перемешивание достигается совместным помолом всех компонентов шихты в шаровых мельницах. Помол следует производить до достижения удельной поверхности 400…600 м2/кг. В процессе помола производят увлажнение смеси до 4%.
Пример 1
Для получения шихты в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: шлак ТЭС, металлургический шлак, борная кислота, фторид натрия, глицерин и стеклобой. Состав ячеистого стекла в данном случае следующий, мас.%:
| Шлак ТЭС | 35 |
| Металлургический шлак | 10 |
| Стеклобой | 45 |
| Глицерин | 3 |
| Борная кислота | 3 |
| Фторид натрия | 4 |
Шихту готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, металлургического шлака, борной кислоты, фторида натрия, глицерина и стеклобоя. Тщательное перемешивание достигается совместным помолом всех компонентов шихты в шаровых мельницах. Помол следует производить до достижения удельной поверхности 400…600 м2/кг. В процессе помола производят увлажнение смеси до 4%.
Пример 2
Для получения шихты в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: шлак ТЭС, металлургический шлак, борная кислота, фторид натрия, глицерин и стеклобой. Состав ячеистого стекла в данном случае следующий, мас.%:
| Шлак ТЭС | 40 |
| Металлургический шлак | 10 |
| Стеклобой | 40 |
| Глицерин | 3 |
| Борная кислота | 3 |
| Фторид натрия | 4 |
Шихту готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, металлургического шлака, борной кислоты, фторида натрия, глицерина и стеклобоя. Тщательное перемешивание достигается совместным помолом всех компонентов шихты в шаровых мельницах. Помол следует производить до достижения удельной поверхности 400…600 м2/кг. В процессе помола производят увлажнение смеси до 4%.
Пример 3
Для получения шихты в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: шлак ТЭС, металлургический шлак, борная кислота, фторид натрия, глицерин и стеклобой. Состав ячеистого стекла в данном случае следующий, мас.%:
| Шлак ТЭС | 45 |
| Металлургический шлак | 10 |
| Стеклобой | 35 |
| Глицерин | 3 |
| Борная кислота | 3 |
| Фторид натрия | 4 |
Шихту готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, металлургического шлака, борной кислоты, фторида натрия, глицерина и стеклобоя. Тщательное перемешивание достигается совместным помолом всех компонентов шихты в шаровых мельницах. Помол следует производить до достижения удельной поверхности 400…600 м2/кг. В процессе помола производят увлажнение смеси до 4%.
Процесс получения конструкционно-теплоизоляционных блоков из ячеистого стекла включает следующие стадии:
- приготовление шихты;
- формование блоков;
- вспенивание;
- отжиг;
- механическую обработку блоков.
Шихту готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, металлургического шлака, борной кислоты, фторида натрия, глицерина и стеклобоя. Тщательное перемешивание достигается совместным помолом всех компонентов шихты в шаровых мельницах. Помол следует производить до достижения удельной поверхности 400…600 м2/кг. В процессе помола производят увлажнение смеси до 4%.
Подготовка форм для вспенивания включает очистку и обмазку их внутренней поверхности меловой или каолиновой суспензией для предотвращения прилипания стекла к металлу.
Подготовленную шихту для конструкционно-теплоизоляционных блоков из ячеистого стекла равномерно загружают в формы, занимая 30-50% их объема, и вручную производят уплотнение смеси пуансоном, стараясь использовать при этом постоянное давление. Формы закрывают и переносят в разогретую до 600°С электрическую муфельную печь для вспенивания. В камере печи формы устанавливают в зоне постоянных температур.
Температура вспенивания может измениться в пределах 900-950°С, в зависимости от количества шлака ТЭС в составе шихты для синтеза конструкционно-теплоизоляционных блоков из ячеистого стекла. Время вспенивания - 60 мин. За периодом вспенивания следует стадия резкого охлаждения для фиксирования структуры материала. Поскольку на этой стадии поверхностные слои могут переохладиться, предусмотрена стадия стабилизации при температуре порядка 600°С.
После выдержки при 600°С в течение 30 мин печь отключают. Отжиг конструкционно-теплоизоляционных блоков из ячеистого стекла происходит при самопроизвольном охлаждении электрической муфельной печи в течение не менее 5-7 ч.
После извлечения конструкционно-теплоизоляционных блоков из ячеистого стекла из форм проводят их опиловку для придания точной формы и размеров. В результате должны быть получены блоки теплоизоляционно-конструкционного ячеистого стекла, отличающиеся относительно низкими показателями плотности и коэффициента теплопроводности при высоких показателях прочности на сжатие.
В таблице приведены свойства синтезированных конструкционно-теплоизоляционных блоков из ячеистого стекла.
Шихта для синтеза конструкционно-теплоизоляционных блоков из ячеистого стекла, содержащая шлак ТЭС, металлургический шлак, стеклобой, отличающаяся тем, что дополнительно содержит борную кислоту, фторид натрия, глицерин в следующем соотношении, мас.%:
| шлак ТЭС | 35-45 |
| металлургический шлак | 5-10 |
| стеклобой | 35-45 |
| глицерин | 3 |
| борная кислота | 3 |
| фторид натрия | 4 |
